- •Тема 5. Прогнозування часових рядів за допомогою arima-моделей.
- •3.5.1. Методичні поради до вивчення теми 5
- •Діагностика побудованої моделі (перевірка адекватності побудованої моделі та можливості її використання для прогнозування).
- •Характеристики -моделей
- •3.5.3. Навчальні завдання для самостійної роботи студентів Питання для самоперевірки
- •Вправи та завдання
- •3.6.4. Розв’язок завдань із застосуванням комп’ютера
- •Біржові ціни акцій компанії івм
- •3.5.7. Основні формули
- •3.5.6. Термінологічний словник
Біржові ціни акцій компанії івм
460 |
474 |
545 |
592 |
549 |
547 |
473 |
339 |
408 |
330 |
457 |
465 |
549 |
596 |
556 |
548 |
482 |
350 |
393 |
340 |
452 |
466 |
545 |
596 |
557 |
549 |
486 |
351 |
391 |
339 |
459 |
467 |
545 |
595 |
563 |
553 |
475 |
350 |
388 |
331 |
462 |
471 |
547 |
598 |
564 |
553 |
459 |
345 |
396 |
345 |
459 |
471 |
543 |
598 |
567 |
552 |
451 |
350 |
387 |
352 |
463 |
467 |
540 |
595 |
561 |
551 |
453 |
359 |
383 |
346 |
479 |
473 |
539 |
592 |
559 |
550 |
446 |
375 |
388 |
352 |
493 |
481 |
532 |
592 |
553 |
553 |
455 |
379 |
382 |
357 |
490 |
488 |
517 |
588 |
553 |
554 |
452 |
376 |
384 |
|
492 |
490 |
527 |
582 |
553 |
551 |
457 |
382 |
382 |
|
498 |
489 |
540 |
576 |
547 |
551 |
449 |
370 |
383 |
|
499 |
489 |
542 |
578 |
550 |
545 |
450 |
365 |
383 |
|
497 |
485 |
538 |
589 |
544 |
547 |
435 |
367 |
388 |
|
496 |
491 |
541 |
585 |
541 |
547 |
415 |
372 |
395 |
|
490 |
492 |
541 |
580 |
532 |
537 |
398 |
373 |
392 |
|
489 |
494 |
547 |
579 |
525 |
239 |
399 |
363 |
386 |
|
478 |
499 |
553 |
584 |
542 |
538 |
361 |
371 |
383 |
|
487 |
498 |
559 |
581 |
555 |
533 |
383 |
369 |
377 |
|
491 |
500 |
557 |
581 |
558 |
525 |
393 |
376 |
364 |
|
487 |
497 |
557 |
577 |
551 |
513 |
385 |
387 |
369 |
|
482 |
494 |
560 |
577 |
551 |
510 |
360 |
387 |
355 |
|
479 |
495 |
571 |
578 |
552 |
521 |
364 |
376 |
350 |
|
478 |
500 |
571 |
580 |
553 |
521 |
365 |
385 |
353 |
|
479 |
504 |
569 |
586 |
557 |
521 |
370 |
385 |
340 |
|
477 |
513 |
575 |
583 |
557 |
523 |
374 |
380 |
350 |
|
479 |
511 |
580 |
581 |
548 |
516 |
359 |
373 |
349 |
|
475 |
514 |
584 |
576 |
547 |
511 |
335 |
382 |
358 |
|
479 |
510 |
585 |
571 |
545 |
518 |
323 |
377 |
360 |
|
476 |
509 |
590 |
575 |
545 |
517 |
306 |
376 |
360 |
|
476 |
515 |
599 |
575 |
539 |
520 |
333 |
379 |
366 |
|
478 |
519 |
603 |
573 |
539 |
519 |
330 |
386 |
359 |
|
479 |
523 |
599 |
577 |
535 |
519 |
336 |
387 |
356 |
|
477 |
519 |
596 |
582 |
537 |
519 |
328 |
386 |
355 |
|
476 |
523 |
585 |
584 |
535 |
518 |
316 |
389 |
367 |
|
475 |
531 |
587 |
579 |
536 |
513 |
320 |
394 |
357 |
|
475 |
547 |
585 |
572 |
537 |
499 |
332 |
393 |
361 |
|
473 |
551 |
581 |
577 |
543 |
485 |
320 |
409 |
355 |
|
474 |
547 |
583 |
571 |
548 |
454 |
333 |
411 |
348 |
|
474 |
541 |
592 |
560 |
546 |
462 |
344 |
409 |
343 |
|
Розв’язок в системі STATISTICA
Утворіть файл даних Spreadsheet1.sta, переписавши їх із табл. 3.5.3. У файлі присутня одна змінна Var10 – курс акції та 369 спостережень.
Стандартним чином активізуйте модуль Анализ временных рядов и прогнозирование. На стартовій панелі модуля натисніть кнопку Variables - Переменные і виберіть змінну Var10. для аналізу.
Натисніть кнопку Преобразования, автокорреляции, межкорреляции, вычерчивание, яка відкриває діалог перетворення змінної. На екрані з’явиться вікно Преобразования переменных. Натисніть кнопку Plot – График та проаналізуйте графік ряду ІВМ (рис.3.5.1).
Рис. 3.5.1. Курс акцій компанії ІВМ
З графіка видно, що ряд не стаціонарний. Щоб підтвердити цей висновок, можна подивитися автокореляційну функцію ряду.
Ідентифікуємо порядок різниці моделі . Для цього у вікні Преобразования переменных послідовно виконаємо команди Дифференцировать → Да (Преобразование выбраного ряда) → Дифференцирование із опцією lag 1. Знов дивимося ряд на графіку (рис. 3.5.2). Візуально траєкторія ряду перших різниць є стаціонарною.
Рис. 3.5.2. Ряд перших різниць курсу акцій компанії ІВМ
Для виділеної змінної Var10 D(-1) у вікні Преобразования переменных виконаємо команду Автокорреляции → Autocorrelations. В результаті отримаємо корелограму перших різниць ряду курсу акції ІВМ (рис. 3.5.3). Коефіцієнти автокореляції згасають, що свідчить про те, що ряд став стаціонарним і порядок моделі . Далі можна переходити до визначення решти параметрів моделі, тобто p, q.
Рис. 3.5.3. Автокореляційна функція перших різниць ряду курсу акцій ІВМ
Ідентифікуємо стаціонарний ряд Var D(-1). У автокореляційній функції тільки значення із лагом й істотно відмінне від нуля. У відповідностями із критеріями (див. табл. 3.5.1) можна припустити, що підходить модель ковзної середньої. Для уточнення цього припущення розглянемо часткову автокореляційну функцію. Для цього настисніть кнопку Частные автокорреляции (Рис.3.5.4).
Рис. 3.5.4. Часткова автокореляційна функція перших різниць ряду курсу акцій ІВМ
Очевидно, що
часткова автокореляційна
функція згасає за експонентою. Це дає
підставу стверджувати, що ряд курсу
акцій ІВМ
можна описати моделлю
:
порядок різниці
,
параметр
авторегресії
і параметр ковзної середньої
.
Повернемося до стартової панелі діалогу ARIMA. Для цього послідовно натисніть клавіші Отмена → ARIMA.
Знайдемо оцінку параметрів ідентифікованої моделі. Для цього виділяємо верхній рядок із назвою початкового файлу. У головній частині панелі – Параметры модели ARIMA - робимо тільки одну установку у рядку q, а саме 1. Усі інші значення мають значення 0. Відмічаємо опцію Дифференцирование із значенням 1 поруч. Натискуємо клавішу Начало оценки параметров. В результаті з’явиться вікно Результаты.
Розглянемо результати детальніше, натиснувши клавішу Итог: Оценки параметра. Отримаємо таблицю із даними точкової оцінки невідомого параметра, наближену стандартну похибку, верхню та нижню межі інтервалу надійності, значення t критерію. З таблиці виходить, що модель статистично значуща. Система сама підказує значущі коефіцієнти, виділяючи їх червоним кольором.
Рис. 3.5.5. Таблиця оцінок параметрів
Проаналізуємо адекватність моделі. Розглянемо залишки часового ряду. Спочатку розглянемо графік залишків (рис. 3.5.6), для чого натиснемо кнопки Просмотр & остатки → График, а потім, використовуючи кнопки Автокорреляции - Autocorrelations, графіки вибіркових автокореляційної та часткової автокореляційної функцій (рис. 3.5.7, 3.5.8).
Рис. 3.5.6. Графік залишків
Рис. 3.5.7. Автокореляційна функція ряду залишків
Рис. 3.5.8. Часткова автокореляційна функція ряду залишків
Ряд залишків майже не відрізняється від білого шуму.
Певну неадекватність моделі можна побачити, якщо розглянути розподіл залишків: гістограму та накреслену нормальну імовірність. Для цього послідовно виконаємо команди Распределение остатков → Histogram → Вычерчивание нормальной вероятности. Це можна пояснити викидом на графіку залишків між випадком 210 і випадком 220, що спричиняє коливання залишків із більшою інтенсивністю. Для усунення такого викиду у даних спостережень можна рекомендувати дослідити цей ряд за допомогою функції Аналіз прерванного временного ряда у модулі Анализ временных рядов и прогнозирование.
Рис. 3.5.9. Гістограма залишків
Рис. 3.5.10. Графік нормальної імовірності
Побудуємо прогноз. Ініціюємо кнопку Прогнозирование случаев у вікні Результаты одиночного ряда (рис. 3.5.11). З’явиться таблиця прогнозів (рис. 3.5.12). У першому стовпці знаходяться значення прогнозів, починаючи із 370 випадку, далі – нижня межа 90% інтервалу надійності, верхня межа, стандартна похибка.
Рис. 3.5.11. Вікно Результаты одиночного ряда
Рис. 3.5.12. Таблиця прогнозів
Межі інтервалу надійності прогнозу є важливими. Їх можна використати, наприклад, для оцінки ризику під час прийняття рішення на підставі прогнозу. Розрахувати ризик від неправильного прийняття рішення.
Кліпніть далі по кнопці График рядов и прогнози. На графіку (рис.3.5.13) можна побачити графік вихідного ряду, пунктирні лінії прогнозу та інтервалу надійності, яка починається у останньому спостереженні.
Рис. 3.5.13. Прогноз ряду акції ІВМ
